智能边缘BIE

    通过智能边缘-BIE-将数据脱敏后存到云端-TSDB

    前言

    • 本文测试所用设备系统为 Darwin
    • 模拟 MQTT client 向百度云 IoTHub 订阅消息的客户端为 MQTT.fx
    • 模拟 MQTT client 向本地 Hub 服务发送消息的客户端为 MQTTBOX
    • 本文所应用的各服务与本地 Hub 服务间通信认证强制使用 TLS/SSL 安全证书

    测试前准备

    实际应用场景中,我们需要把设备产生的数据在本地进行 脱敏 处理后上云展示。

    本文则以某实际生产车间中的温度传感器为例,应用百度开放边缘框架,并联合 百度智能云天工 相关产品服务一起将温度传感器采集到的数据进行 脱敏 处理(如去除车间编号、设备型号、设备 ID 等信息),然后将 脱敏 后的数据上传至远程云端进行可视化展示。

    其数据流经的路径/服务为:

    MQTT.fx -> Local Hub -> Function SQL Runtime -> Local Hub -> MQTT Remote Module -> Baidu IoT Hub -> Baidu IoT Rule Engine -> Baidu IoT TSDB -> Baidu IoT Visualization

    practice-write-data-to-tsdb-workflow.png

    因此,在正式开始测试之前,我们需要在云端先把 IoT HubRule EngineTSDBVisualization 等相关配置完善。

    创建物接入 Endpoint

    相关创建过程可参考 快速创建物接入Endpoint(包括创建用户、身份、策略及主题权限信息等),这里仅给出创建完成后的结果示意图。

    practice-create-iothub-endpoint.png

    如上,已创建好一个名为 baetyl_demo 的物接入项目。其用户名为 guqgsr9/test,身份信息为 principal,认证方式为证书认证,策略为 policy,对主题 data/filter 有发布和订阅消息的权限(详见下文测试时 MQTT Remote 远程服务模块配置)。

    创建规则引擎 Rule

    相关创建过程可参考 快速创建规则引擎 Rule(包括转换 SQL 语句编写、约束条件设置、数据目的地指定等)。这里需要创建两条规则,其一是用于对本地设备产生的原始数据进行过滤;其二是实时提取从物接入既定主题接收的数据消息,并将其转换为 TSDB 能够接收的数据内容,然后将之传送给 TSDB。创建完成后的结果示意图具体如下:

    设备生产数据过滤用规则

    practice-filter-rule.png

    如上,已创建好一个名为 filter 的规则,该规则用于对本地设备实际产生的原始数据进行 过滤、脱敏 等处理。图中所示为筛选实际生产数据中的 temperature、ts、unit 等字段,且满足 temperature > 50 信息,然后将之上传至远程云端 Hub 模块。

    提示:这里不需要为规则设置数据目的地,仅作为云端 SQL 语句调试使用。

    物接入既定主题接收消息用规则

    practice-hub-from-rule.png

    如上,已创建好一个名为 baetyl-demo 的规则,该规则会默认从物接入 Endpoint 的 data/filter 主题提取消息,然后通过 SQL 语句进行转换,将其转换为符合 TSDB 规范 的数据,并将之存储在名为 baetyl 的 TSDB 数据库中。

    创建 TSDB 数据库

    相关创建过程可参考 快速创建TSDB(包括查询类别、时间范围、时间序列度量等),这里仅给出创建完成后的结果示意图。

    practice-tsdb-config.png

    如上,已创建好一个名为 baetyl 的 TSDB 时序数据库,该数据库会默认查询 选定时间段 的符合时间序列度量标识的时序数据信息,且默认显示前 1000 个符合上述条件的值。

    创建物可视展示板

    相关创建过程可参考 快速创建物可视(包括设置来源数据表、时间序列度量信息等),这里仅给出创建完成后的结果示意图。

    practice-iotvz-config.png

    如上,已创建一个名为 baetyl_demo 的物可视展示板,其展示数据来源于时序数据库 baetyl,时间序列度量信息为 device_temperature,X 轴为时间戳,Y 轴为设备温度值。

    至此,正式测试前云端相关服务的创建、设置工作已经完成。

    提示:以上创建的物接入 Endpoint、规则引擎 Rule、TSDB 数据库及物可视展示板的所属区域应为同一个(如均为北京,或是均为广州)。

    基本步骤流程

    将生产设备数据经 脱敏 后上云、写入 TSDB 及在云端物可视进行展示所涉及的流程步骤主要包括:

    • 步骤1: 创建核心并下载配置(含主程序) 在 BIE 云端管理套件页面选定区域(北京,或广州)创建核心,完善核心创建所需配置信息,点击“下载配置”,然后选择包含主程序,具体请参考BIE 快速入门
    • 步骤2: 本地启动 baetyl 本地解压缩主程序(含配置)后,启动 baetyl,然后点击核心连接状态按钮,如 baetyl 程序正常启动,即可看到核心连接状态已变更为 已连接

      • BAETYL 启动参考命令:

        • mkdir baetyl-demo
        • cd baetyl-demo && unzip -d . baetyl-xxx.zip
        • sudo chmod +x bin/baetyl
        • sudo bin/baetyl start
    • 步骤3: 建立服务配置 进入已创建的核心,然后开始依次创建本次测试所需的服务配置信息(Hub 服务配置、Function Manager服务配置、Function Filter服务配置、Remote服务配置),详细内容可参考 BIE 操作实践

      • Hub 服务配置:需要挂载 conf、data、cert、log 四个挂载卷,分别存储 Hub 服务的配置、持久化数据、ssl认证资源和日志,存储卷挂载应用相关内容具体可参考 如何正确地引入存储卷 localhub-volume.png
      • Function Manager 服务配置:需要挂载 conf、cert、log 三个挂载卷,分别存储配置、连接 Hub 服务的客户端证书和日志数据 function-manager-volume.png
      • Function Filter 服务配置:需要挂载 conf 挂载卷,存储配置信息 function-filter-volume.png
      • Remote 服务配置:需要挂载 conf、localhub-cert、iothub-cert、log 四个挂载卷,存储配置、本地 localhub 服务 SSL 证书、云端 iothub 服务 SSL 证书和日志 remote-mqtt-volume.png
    • 步骤4: 发布及下发服务配置 完成核心所需的各个服务的配置后,点击“生成配置”按钮生成当前版本配置,然后再点击“下发配置”按钮将生成的版本配置下发至本地,agent 服务会自动切换、加载该下发的新配置信息,具体可参考BIE 操作实践

      • 此过程要求边缘核心持续 保持连接 状态,如果该边缘核心在下发配置前已断开连接,则需要重新启动 baetyl 主程序,在连接状态恢复至 已连接 后下发新配置即可(推荐);或可选择 下载配置 按钮,将该新配置下载至本地,然后自行在本地替换,然后再启动 baetyl 主程序
    • 步骤5: 配置 MQTTBOX 连接信息 启动 MQTTBOX,配置其与本地 Hub 模块建立连接所需的各配置信息
    • 步骤6: 发送测试数据 在 MQTTBOX 与本地 Hub 模块建立连接后,向主题 data 发送测试数据,然后打开 TSDB 面板,查看是否有数据成功写入,同时打开物可视展示板,观察数据写入的状态
    • 步骤7:结果验证 若上述过程顺利,则可以看到刚才已发送的测试已经成功写入 TSDB,并在物可视进行展示。

    测试与验证

    本节中将会结合 智能边缘 BIE 云端管理套件从云端创建智能边缘 BIE 本地运行包执行所需的一切配置信息,然后由云端管理套件下发本地部署,最后由本地启动智能边缘 BIE 本地运行包,完成整个测试例的测试与验证。

    主程序配置

    version: V2
    services:
      - name: agent
        image: 'hub.baidubce.com/baetyl/baetyl-agent:latest'
        replica: 1
        mounts:
          - name: agent-conf-wgon28r2x-V1
            path: etc/baetyl
            readonly: true
          - name: agent-cert-wgon28r2x-V1
            path: var/db/baetyl/cert
            readonly: true
          - name: agent-volumes-wgon28r2x-V1
            path: var/db/baetyl/volumes
          - name: agent-log-wgon28r2x-V1
            path: var/log/baetyl
      - name: localhub
        image: 'hub.baidubce.com/baetyl/baetyl-hub:latest'
        replica: 1
        ports:
          - '1883:1883'
          - '8883:8883'
        mounts:
          - name: baetyl-localhub-conf-V1
            path: etc/baetyl
            readonly: true
          - name: baetyl-log-V1
            path: var/log/baetyl
          - name: baetyl-localhub-cert-V1
            path: var/db/baetyl/cert
            readonly: true
          - name: baetyl-persist-data-V1
            path: var/db/baetyl/data
      - name: function-manager
        image: >-
          hub.baidubce.com/baetyl/baetyl-function-manager:latest
        replica: 1
        mounts:
          - name: baetyl-func-manager-conf-V1
            path: etc/baetyl
            readonly: true
          - name: baetyl-mqtt-client-cert-V1
            path: var/db/baetyl/cert
            readonly: true
          - name: baetyl-log-V1
            path: var/log/baetyl
      - name: function-filter
        image: 'hub.baidubce.com/baetyl/baetyl-function-sql:latest'
        replica: 0
        mounts:
          - name: baetyl-function-filter-conf-V1
            path: etc/baetyl
            readonly: true
      - name: remote-mqtt
        image: 'hub.baidubce.com/baetyl/baetyl-remote-mqtt:latest'
        replica: 1
        mounts:
          - name: baetyl-remote-mqtt-conf-V1
            path: etc/baetyl
            readonly: true
          - name: baetyl-remote-iothub-cert-V1
            path: var/db/baetyl/iothub/cert
            readonly: true
          - name: baetyl-mqtt-client-cert-V1
            path: var/db/baetyl/localhub/cert
            readonly: true
          - name: baetyl-log-V1
            path: var/log/baetyl
    volumes:
      - name: agent-conf-wgon28r2x-V1
        path: var/db/baetyl/agent-conf-wgon28r2x/V1
        meta:
          url: https://edge.bos.gz.xxxxxxx
          md5: 6wKhAQhA/H1nymnO6G7u3g==
          version: V1
      - name: agent-cert-wgon28r2x-V1
        path: var/db/baetyl/agent-cert-wgon28r2x/V1
        meta:
          url: https://edge.bos.gz.xxxxxxx
          md5: ZzM0vIavNPP66En8Cog3Wg==
          version: V1
      - name: agent-volumes-wgon28r2x-V1
        path: var/db/baetyl
      - name: agent-log-wgon28r2x-V1
        path: var/db/baetyl/agent-log
      - name: baetyl-log-V1
        path: var/db/baetyl/baetyl-log
      - name: baetyl-localhub-cert-V1
        path: var/db/baetyl/baetyl-localhub-cert/V1
        meta:
          url: https://edge.bos.gz.xxxxxxx
          md5: El/cnLg2nGC1/UfTZl6NLw==
          version: V1
      - name: baetyl-persist-data-V1
        path: var/db/baetyl/baetyl-persist-data
      - name: baetyl-mqtt-client-cert-V1
        path: var/db/baetyl/baetyl-mqtt-client-cert/V1
        meta:
          url: https://edge.bos.gz.xxxxxxx
          md5: 8/McnX+CC3dQoyYCtN+99Q==
          version: V1
      - name: baetyl-function-filter-conf-V1
        path: var/db/baetyl/baetyl-function-filter-conf/V1
        meta:
          url: https://edge.bos.gz.xxxxxxx
          md5: TshyXdCfRZqAnS57MCzIRw==
          version: V1
      - name: baetyl-localhub-conf-V1
        path: var/db/baetyl/baetyl-localhub-conf/V1
        meta:
          url: https://edge.bos.gz.xxxxxxx
          md5: 4SCOtrGHd8fAnx7nkJ5pGw==
          version: V1
      - name: baetyl-remote-iothub-cert-V1
        path: var/db/baetyl/baetyl-remote-iothub-cert/V1
        meta:
          url: https://edge.bos.gz.xxxxxxx
          md5: XzfchDcE3xUcWa/PwqLGCw==
          version: V1
      - name: baetyl-remote-mqtt-conf-V1
        path: var/db/baetyl/baetyl-remote-mqtt-conf/V1
        meta:
          url: https://edge.bos.gz.xxxxxxx
          md5: ncrHak7Le3nodgVoIrEmMQ==
          version: V1
      - name: baetyl-func-manager-conf-V1
        path: var/db/baetyl/baetyl-func-manager-conf/V1
        meta:
          url: https://edge.bos.gz.xxxxxxx
          md5: 65ksedn9d6jUcLEtHJl/0Q==
          version: V1

    Hub 服务配置

    listen:
      - tcp://0.0.0.0:1883
      - ssl://0.0.0.0:8883
    certificate:
      ca: var/db/baetyl/cert/ca.pem
      cert: var/db/baetyl/cert/server.pem
      key: var/db/baetyl/cert/server.key
    principals:
      - username: two-way-tls
        permissions:
          - action: 'pub'
            permit: ['#']
          - action: 'sub'
            permit: ['#']
      - username: test
        password: hahaha
        permissions:
          - action: 'pub'
            permit: ['#']
          - action: 'sub'
            permit: ['#']
    logger:
      path: var/log/baetyl/localhub-service.log
      level: "debug"

    Function Manager 服务配置

    hub:
      address: ssl://localhub:8883
      username: two-way-tls
      ca: var/db/baetyl/cert/ca.pem
      cert: var/db/baetyl/cert/client.pem
      key: var/db/baetyl/cert/client.key
      insecure: true
    rules:
      - clientid: localfunc-1
        subscribe:
          topic: data
          qos: 1
        function:
          name: filter
        publish:
          topic: data/filter
          qos: 1
    functions:
      - name: filter
        service: function-filter
        instance:
          max: 10
    logger:
      path: var/log/baetyl/func-service.log
      level: "debug"

    Function Filter 服务配置

    functions:
      - name: filter
        handler: 'SELECT temperature, ts, unit WHERE temperature > 50'

    如上配置,发送到主题 data 的消息会被 SQL 运行时进行处理(脱敏、过滤),然后将处理结果反馈给主题 data/filter

    Remote 服务配置

    hub:
      address: ssl://localhub:8883
      username: two-way-tls
      ca: var/db/baetyl/localhub/cert/ca.pem
      cert: var/db/baetyl/localhub/cert/client.pem
      key: var/db/baetyl/localhub/cert/client.key
      insecure: true
    remotes:
      - name: iothub
        address: 'ssl://guqgsr9.mqtt.iot.gz.baidubce.com:1884'
        clientid: remote-iothub-1
        username: guqgsr9/test
        ca: var/db/baetyl/iothub/cert/ca.pem
        cert: var/db/baetyl/iothub/cert/client.pem
        key: var/db/baetyl/iothub/cert/client.key
    rules:
      - hub:
          subscriptions:
            - topic: data/filter
              qos: 0
        remote:
          name: iothub
          subscriptions:
    logger:
      path: var/log/baetyl/remote-service.log
      level: "debug"

    如上配置,本地 Hub 服务会将主题 data/filter 的消息发送给 Remote 远程服务(上文创建物接入 Endpoint 已拥有主题 data/filter 的订阅权限),然后远程 Hub 服务(这里指百度云 IoTHub 平台)接收到主题 data/filter 的消息触发规则 baetyl-demo (上文已创建),然后由规则引擎对消息进行封装(以满足 TSDB 规范),传送给 TSDB,最终在物可视进行可视化展示。

    测试

    依据 Hub 服务配置对 MQTTBOX 进行连接设置,具体如下图示。

    image.png

    同理,依据云端物接入的配置信息,对 MQTT.fx 进行连接配置,具体如下图示。

    practice-mqttfx-config.png

    然后通过 MQTTBOX 向主题 data 发送消息,消息内容格式参考:

    {
        "temperature": 67.5, // 温度
        "ts": 1568817178, // Unix 时间戳
        "deviceid": "dev001", // 设备 ID
        "factory": "shanghai", // 生产地址
        "type": "temperature tensor", // 设备类型
        "unit": "℃" // 单位
    }

    如按上文的消息处理逻辑,该条消息会被筛选出来,并回传给本地 Hub 服务,再由本地 Hub 服务将数据发送给 Remote 服务,最后上传至云端物接入,经由规则 baetyl-demo 封装处理,传送给 TSDB,最终在物可视展示。相关示意图如下示。

    MQTTBOX 收到处理后的消息,表示消息已被 Function Filter 服务处理,并将结果回传给了 Hub 服务。

    practice-mqttbox-data-succ.png

    MQTT.fx 收到云端物接入的消息,表示该消息已通过 Remote 服务发往了云端物接入

    practice-mqttfx-data-succ.png

    如果我们通过 MQTTBOX 向主题 data 发送的消息内容为:

    {
        "temperature": 35.6, // 温度
        "ts": 1568817182, // Unix 时间戳
        "deviceid": "dev001", // 设备 ID
        "factory": "shanghai", // 生产地址
        "type": "temperature tensor", // 设备类型
        "unit": "℃" // 单位
    }

    则 MQTTBOX 和 MQTT.fx 均不会收到处理后的消息(temperature < 50 被过滤掉)。同理,规则引擎 baetyl-demo、TSDB 和物可视均不会收到该处理后的消息。

    为更清晰地在云端展示处理后的结果,我们写入多条符合要求的数据,得到对应的 TSDB 和物可视的展示效果如下图示。

    TSDB 收到多条处理结果

    practice-tsdb-multi-view.png

    物可视收到多条处理结果

    practice-iotvz-multi-view.png

    至此,通过 Baetyl 已实现将数据写入百度云 TSDB 及通过物可视进行可视化展示。

    上一篇
    配置文件说明
    下一篇
    产品定价